Điện toán hiệu năng cao (HPC) - Động cơ vận hành cho kinh tế số

Điện toán hiệu năng cao là gì?

Điện toán hiệu năng cao (High performance computing, HPC), còn được gọi là siêu máy tính, xuất hiện từ những năm 1960 để đáp ứng yêu cầu của các cơ quan chính phủ và tổ chức nghiên cứu. HPC bắt đầu thâm nhập vào các ngành kinh tế lớn trong những năm 1970 để tăng tốc độ phát triển các sản phẩm phức tạp (ô tô, hàng không vũ trụ, dầu khí, dịch vụ tài chính và dược phẩm). Năm 2019, 49% doanh thu hệ thống máy chủ HPC trên toàn cầu đến từ khu vực tư nhân và chi tiêu vào toàn bộ hệ sinh thái HPC (máy chủ, thiết bị lưu trữ, phần mềm và hỗ trợ kỹ thuật) đã làm tăng gấp đôi tổng chi tiêu vào hệ thống máy chủ (27,9 tỷ USD).

Các nghiên cứu của Hyperion Research cho thấy, CIO từ các tập đoàn đa quốc gia như PayPal, Credit Suisse, Airbus, cho tới các SME như Harman International, Ipreo Holdings đều tăng cường tích hợp HPC vào các trung tâm dữ liệu doanh nghiệp và hạ tầng CNTT để nâng cao năng suất làm việc và năng lực cạnh tranh. Bằng cách này, doanh nghiệp sẽ có khả năng xử lý những quy trình nghiệp vụ phức tạp mà thông thường các máy chủ doanh nghiệp không được thiết kế để có thể xử lý đơn độc. Trong tương lai, các hệ thống HPC có thể chạy đồng thời nhiều ứng dụng và mỗi ứng dụng đó lại được thiết kế dành cho một quy trình công việc.

Các hệ thống HPC ngày nay trở nên dễ cấu hình, triển khai, sử dụng và bảo trì hơn với chi phí đầu tư ban đầu cũng xuống dưới 500.000 USD, tiết kiệm hơn nhiều so với 10 triệu USD trước đây. Tháng 1/2018, Ông Andrus Ansip, Phó chủ tịch Ủy ban Châu Âu phụ trách sáng kiến Một thị trường Số, đã bật mí về các kế hoạch đầu tư thêm 1 tỷ Euro vào sáng kiến EuroHPC và chia sẻ rằng: "Các siêu máy tính chính là những động cơ để vận hành nền kinh tế số."

Ứng dụng điện toán hiệu năng cao để tăng sức cạnh tranh cho Doanh nghiệp

Các tác vụ sử dụng HPC phổ biến nhất của doanh nghiệp là thiết kế sản phẩm, thông tin hỗ trợ ra quyết định, phát hiện gian lận, marketing liên kết, an ninh mạng, lập kế hoạch và phân tích kinh doanh, ERP, CRM và nguồn nhân lực. Máy chủ HPC cung cấp tốc độ xử lý và di chuyển dữ liệu siêu nhanh cùng với dung lượng bộ nhớ và dung lượng lưu trữ cực lớn.

Từ việc ứng dụng HPC trong nhiều thập kỷ vào quy trình thiết kế và kiểm tra loạt xe mới trong các công ty ô tô, đến có thể phát hiện gian lận và hỗ trợ triển khai tính năng marketing liên kết của các công ty thẻ tín dụng, máy chủ HPC đã giúp Doanh nghiệp tiết kiệm hàng trăm tỷ USD. Việc ứng dụng HPC vào điều chỉnh giá trong một công ty bất động sản du lịch cũng giúp các nhà quản lý của Doanh nghiệp đó nắm bắt được những thay đổi của các bất động sản liền kề, giúp Doanh nghiệp điều chỉnh chiến lược giá nhanh chóng, tối ưu hóa doanh thu, gia tăng lợi nhuận.

Những siêu máy tính từ HPE

Cray, cái tên nổi bật trong thị trường siêu máy tính, là nhà cung cấp giải pháp đầu tiên đã bán một hệ thống HPC cho một tổ chức thuộc khu vực tư nhân và dần dần đã mở rộng hỗ trợ các công ty trong gần như mọi phân khúc thị trường thương mại. Thương hiệu Cray hiện đã trở thành viên trong đại gia đình Hewlett Packard Enterprise (HPE), và dòng sản phẩm siêu máy tính HPE Cray cũng mới được công bố gần đây. Dòng sản phẩm và giải pháp mới này của HPE là danh mục hệ thống HPC thế hệ mới dựa trên kiến trúc Shasta của Cray.

Shasta là một thành tựu đột phá, đáp ứng gần như toàn bộ danh sách yêu cầu mà khách hàng và người dùng đặt ra đối với các hệ thống HPC tương lai. Shasta được thiết kế để không chỉ hỗ trợ môi trường siêu đa dạng mà còn có khả năng mở rộng rất cao, lên tới 250.000 thiết bị đầu cuối với băng thông siêu rộng, độ trễ siêu thấp và mức độ tắc nghẽn không đáng kể nhờ công nghệ kết nối HPE Slingshot. Trong giai đoạn 2021-2022, ba siêu máy tính mạnh mẽ nhất của Mỹ sẽ do HPE cung cấp. Đó là siêu máy tính "Aurora" dành cho Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne là hệ thống exascale đầu tiên của Mỹ (hiệu năng đỉnh 1,0 EF). Các siêu máy tính "Frontier" và "El Capitan" dành cho Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge và Lawrence Livermore, thậm chí còn mạnh mẽ hơn (hiệu năng đỉnh 1,5 EF hoặc cao hơn).

 Tương lai, kiến trúc Shasta cho phép các hệ thống HPE Cray tương thích hoạt động với các môi trường điện toán đám mây công cộng. Một giải pháp máy chủ vật lý trước khi có Shasta Cray có tên gọi là Sentinel hiện đã sẵn sàng dưới dạng một giải pháp Cray-in-Azure với một kết nối tốc độ cao, độ trễ thấp và truy cập liền mạch vào các dịch vụ Azure.

Cấu trúc phần mềm Shasta được thiết kế để hỗ trợ những yêu cầu mới bằng cách kết hợp container với các thành phần phần mềm dành cho từng quy trình công việc, phân bổ chúng cho phần cứng phù hợp nhất theo thời gian thực. Tính năng lập lịch và đồng bộ hóa tác vụ Shasta có thể di chuyển một quy trình công việc phức tạp qua hàng chục container trong một quy trình có sự kết hợp của các phần tử HPC truyền thống và ứng dụng AI mới hơn cùng một loạt những bộ xử lý và công cụ tăng tốc độ liên quan.

 An Nhiên